計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述

1、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述清點人數(shù)，組織教學(xué)。復(fù)習(xí)：PowerPoint 2003授新：一、 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了資源共享和信息交流。這里的資源包括硬件資源和軟件資源。硬件資源有網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、路由設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)設(shè)備等，軟件資源如網(wǎng)頁、軟件、數(shù)據(jù)、視頻文件等。資源共享是指網(wǎng)絡(luò)用戶能分享網(wǎng)內(nèi)的全部或部分資源，使網(wǎng)絡(luò)中各地區(qū)的資源互通有無，分工協(xié)作，從而大大提高系統(tǒng)資源的利用率。二、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

2、的產(chǎn)生與發(fā)展計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度與應(yīng)用的廣泛程度是人類科技發(fā)展史上的奇跡。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從形成、發(fā)展到廣泛應(yīng)用經(jīng)歷了近 50 年的歷史，大致可以劃分成以下階段：1.面向終端的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)早期的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于20 世紀(jì) 50 年代初，他是將一臺計算機(jī)經(jīng)通信線路與若干臺終端直接相連，計算機(jī)處于主控地位，承擔(dān)著數(shù)據(jù)處理和通信控制的工作；而終端一般只具備輸入輸出功能，處于從屬地位。通常將這種具有通信功能的計算機(jī)系統(tǒng)稱為第一代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面向終端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，如圖10-1 所示。面向終端的計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是一種主從式結(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念不同，只是現(xiàn)代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的雛形。2.分組交換網(wǎng)現(xiàn)代計

3、算機(jī)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生于20 世紀(jì) 60 年代中期，其基本結(jié)構(gòu)如圖10-2 所示。它是利用傳輸介質(zhì)將具有獨立功能的計算機(jī)連接起來的系統(tǒng)。其標(biāo)志是美國國防部高級研究計劃局研制的1ARPANET 網(wǎng)。分組交換網(wǎng)以交換網(wǎng)為中心，主機(jī)和終端都處在網(wǎng)絡(luò)的外圍，構(gòu)成用戶資源子網(wǎng)。用戶通過分組交換網(wǎng)可共享資源子網(wǎng)的許多硬件和各種豐富的軟件資源。分組交換網(wǎng)也稱為通信子網(wǎng)。3.體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20 世紀(jì) 70 年代后期，各種商業(yè)網(wǎng)絡(luò)紛紛建立， 各個廠商提出了各自的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。 比較著名的有 IBM 公司于 1974 年公布的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) (System Network Architecure,SNA),

4、美國 DEC 公司于 1975 年公布的分布式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié) (Distributing Network Architecur,DNA) 。這樣不斷出現(xiàn)了一些按照不同概念設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，有力的推動了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和廣泛使用。但是不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)之間的產(chǎn)品很難實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，從此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在 1984 年公布了 ISO/RM（開放式系統(tǒng)互連參考模型）國際標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，為此計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開始走上了標(biāo)準(zhǔn)化的道路。我們把網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)稱為第三代計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。4.Internet 時代目前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正處于第4 階段，該階段計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的特點是：高效、互連、高速和智能

5、化應(yīng)用。1983 年 TCP/IP 被批準(zhǔn)為美國軍方的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。同年，ARPRNET 分化為 ARPANET 和MILNET 兩個網(wǎng)絡(luò)。 1984 年，美國國家科學(xué)基金會決定將教育科研網(wǎng)NSFNET 和 ARPANET 、MILNET 合并，運(yùn)行 TCP/IP，向世界范圍擴(kuò)展，并命名為Internet。Internet 的發(fā)展對世界經(jīng)濟(jì)、社會、科學(xué)、文化等多個領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生了深刻的影響。三、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成和功能1.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成2網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)稱為主機(jī)， 處于不同位置、 具有獨立功能和不同資源的計算機(jī)系統(tǒng)， 通過通信設(shè)備和線路連接起來，形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的控制下實現(xiàn)不同

6、用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的共享。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，資源 (指計算機(jī)系統(tǒng)、軟件及數(shù)據(jù) )通過通信實現(xiàn)了共享，盡管用戶建網(wǎng)的具體目的和網(wǎng)絡(luò)的具體配置不同，但從網(wǎng)絡(luò)邏輯功能角度，可以將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)，如圖 10-3 所示。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本組成可分為以下4 個部分。（1）計算機(jī)系統(tǒng)。主要作用是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集、處理、存儲、傳播和提供資源共享。網(wǎng)絡(luò)中連接的計算機(jī)可以是巨型機(jī)、大型機(jī)、微機(jī)以及其他數(shù)據(jù)終端設(shè)備。（2）通信線路及通信設(shè)備。通信線路往往是指傳輸介質(zhì)及其連接部件，如光纜、雙絞線、微波等。通信設(shè)備指網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，如服務(wù)器、交換機(jī)、集線器、中繼器、防火墻、路由器以及調(diào)制解調(diào)器等。（3）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

7、為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的正常通信，通信雙方必須有一套彼此能夠互相了解和共同遵守的規(guī)則和約定，這就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?，F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)采用層次結(jié)構(gòu)，協(xié)議規(guī)定了分層原則、層間關(guān)系、信息傳輸?shù)姆较?、?shù)據(jù)的分解與重組等約定。在網(wǎng)絡(luò)上通信的雙方必須遵守相同的協(xié)議，才能正確交流信息。（4）網(wǎng)絡(luò)軟件。網(wǎng)絡(luò)軟件是一種在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行和管理網(wǎng)絡(luò)工作的計算機(jī)軟件。根據(jù)軟件的功能，網(wǎng)絡(luò)軟件可分為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件兩大類。2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能主要體現(xiàn)在資源共享、信息交換和分布式處理三個方面。（1）資源共享。（ 2）信息交換。（3）分布式處理。四、 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)與分類1網(wǎng)絡(luò)的通信方式3網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸方式有點對點和點對多

8、點兩種類型，由于點對多點網(wǎng)絡(luò)往往采用廣播工作方式，因此也稱為廣播式網(wǎng)絡(luò)。（1）點對點通信方式點對點通信方式是把各臺計算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如路由器）以點對點方式連接起來，網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)或設(shè)備通過單獨的鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并且兩個節(jié)點間可能會有多條單獨的鏈路。如圖 10-4（ a）所示， A-B 、C-D、E-F 等都是點對點通信方式。點對點通信方式主要用于城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中。（2）廣播式網(wǎng)絡(luò)在廣播式網(wǎng)絡(luò)中，信號從發(fā)送計算機(jī)向通信電纜的兩端傳播，連接在電纜上的所有計算機(jī)都可以接收到網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的信號。需要注意的是廣播通信方式的網(wǎng)絡(luò)，并不意味著多個數(shù)據(jù)信號可以同時傳輸。在一個信號傳輸過程中，某計算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)

9、信號會占據(jù)整條電纜，其他計算機(jī)必須等待。在這個數(shù)據(jù)傳輸完成后，通信電纜才能傳輸其他信號。廣播式網(wǎng)絡(luò)主要用于局域網(wǎng)中，廣播式網(wǎng)絡(luò)有3 種信號傳輸方式：單播、多播和組播，如圖 10-5 所示。單播即兩臺主機(jī)之間的點對點傳輸，如網(wǎng)段內(nèi)兩臺主機(jī)之間的文件傳輸；多播是一臺主機(jī)與整個網(wǎng)段內(nèi)的主機(jī)進(jìn)行通信，如地址廣播；組播是一臺主機(jī)與網(wǎng)段內(nèi)的多臺主機(jī)進(jìn)行通信，如網(wǎng)絡(luò)視頻會議。2.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)洌?Topology）是從數(shù)學(xué)中的 “圖論 ”演變而來的概念，拓?fù)鋵W(xué)是一種研究與大小和形狀無4關(guān)的點、線、面的數(shù)學(xué)方法。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，把計算機(jī)、服務(wù)器、交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備抽象為 “點 ”，把網(wǎng)絡(luò)中的傳輸電纜等通信介質(zhì)抽象為“線”。這樣就可以將一個復(fù)雜的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，抽象成為由點和線組成的幾何圖形，稱這種圖形為網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖10-4（ b）所示。3.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有總線型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和蜂窩結(jié)構(gòu)。在組建網(wǎng)絡(luò)時，大量的網(wǎng)絡(luò)都是這些基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組合。網(wǎng)絡(luò)基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖10-6 所示。4計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類IEEE（國際電子電